太阳能电池板跟踪的超前余量研究
光伏发电系统最大功率跟踪技术应用研究
光伏发电系统最大功率跟踪技术应用研究[摘要] 光伏电池输出功率随外部环境和负载的变化而变化，太阳能最大功率点跟踪技术（MPPT）是光伏发电领域中一项非常具有价值的技术。
其中恒压跟踪法和扰动观察法因其具有简单有效的优点而得到广泛应用。
针对恒压跟踪法的缺点，为充分发挥光伏电池的效能，在恒压跟踪方法的基础上引入扰动观察法。
本文采用单片机实现扰动观察法，扰动步长针对最大功率点处稳态特性进行优化，优化后，扰动观察法可有效消除光伏器件输出功率在最大功率点的振荡现象，从而提高系统效率。
仿真和实验研究证明，该方法可以快速跟踪外部环境变化，并消除系统在最大功率点的振荡现象。
[关键词] 单片机光伏发电最大功率点跟踪1.光伏电池特性光伏电池输出功率的函数为：式中：I、Isc、Io分别为光伏电池输出电流、光伏电池短路电流和光伏电池反向饱和电流，Isc由日照强度决定；q为电荷常数；A为光伏电池中半导体器件的pn结系数；K为Blotzman常数；T为绝对温度；U为光伏电池输出电压。
太阳光照射到电池上时，电池的电压与电流的关系（即伏安特性）可以简单用图1来表示，图中：V oc为开路电压；Isc为短路电流；Vmp为最佳工作电压；Imp为最佳工作电流。
图1太阳电池伏安特性曲线2.光伏路灯控制系统组成及功能本控制系统由太阳能电池板、蓄电池、路灯和系统控制器四大部分组成。
其结构如图2所示。
系统控制器不仅要实现普通光伏路灯的基本功能，如：路灯定时；蓄电池充放电的管理；蓄电池的过充、过放保护；太阳能电池反接保护等，还要实现太阳能最大功率点跟踪的功能。
图2 光伏路灯控制系统框图系统适应了机动车和非机动车道照明的不同，具备了双路路灯控制，即主灯为机动车道照明，副灯为非机动车道照明。
两路控制互相独立，可根据需要分别进行定时。
3.主要功能单元及原理3.1 主控单元本系统选用的主控器件为美国Silicon Labs公司的C8051F330型8位单片机。
太阳能最大功率跟踪研究综述
太阳能最大功率跟踪研究综述太阳能具有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭等优点，为光伏并网和完善电网提供了前提，高性能的太阳能发电不但能减少污染，还可以解决能源危机的问题。
太阳能发电存在的主要问题是太阳能电池的输出特性受外界环境和转换效率的问题，温度和光照许多因素都会影响输出功率，而且初期成本比较高。
因此需要提高太阳能电池的利用率。
标签：太阳能；最大功率跟踪；效率1 太阳能光伏发电的意义能源问题越来越为人们所关注，作为一种具有绿色、安全、清洁等优点的太阳能被认为是最具发展潜能的新科技能源之一，其可再生性，清洁型及取之不尽，用之不竭等特点，目前其在太空研究领域得到广泛应用，同时也成为宇宙飞船、太空站等太空设备的后续能量来源。
太阳能的利用在国内来说，其应用领域正在不断向大众化迈进。
如现在城市一些路灯都实现了太阳能跟风能结合供电，大城市绿化带、风景区等亦是如此。
现在的农业也在朝自动化、无公害等方向发展，太阳能这一新兴能源在农业方面也得到了应用。
为太阳光照充足的偏远地区提过电能，可以避免水、火电网进行电能输送的高成本，而且偏远地区的住房分散，加大了输电的难度。
利用太阳能来供电，可以节约用电成本，方便供电。
2 太阳能光伏发电的原理以及主要形式太阳能光伏发电的原理就是光生伏特效应，太阳的光能直接转化为可用的电能。
光伏发电系统的发展到现在，主要有四种类型的应用：家庭使用的网络系统，非家庭使用的离网系统，分布式和网格连接系统。
3 太阳能电池特性光伏电池会因光照强度、温度、湿度等多种因素影响输出发生变化。
而且不同条件下的输出功率点也不同。
而且在常温下，同一光照强度时太阳能电池板的输出总存在一个最大功率点，便是该温度光照强度下最大功率点。
4 最大功率点以及跟踪的意义太阳能电池板的P-V曲线是非线性的，因此在某一电压值时候，存在一点功率最大，当电压达到一定值时，功率可达到最。
此时功率因为电压的影响而变化。
太阳能电池输出功率达到最大的点即为太阳能电池的最大功率点。
(完整word版)太阳能电池板自动对光跟踪系统毕业设计开题报告
本科毕业论文开题报告
题目：太阳能电池板自动跟踪对光系统
学 院：电气工程学院
专 业：测控技术与仪器
班 级：表二
姓 名：李长江
学 号：201214040231
指导教师：赵延军
2015年 10 月 30 日
一、题目来源背景（现状、前景）
1.题目来源
太阳是万物之源，太阳能是最原始也是永恒的能量。太阳能资源丰富、取之不尽用之不竭，他还不会污染环境和破坏生态平衡。世界各国都在大力研究利用太阳能技术，我国是太阳能资源十分丰富的国家之一，太阳能的开发利用将有巨大的潜力和市场前景。他不仅能带来良好的社会效益，而且具有明显的经济效益。
随着国内光伏产业规模逐步扩大、技术逐步提升，光伏发电成本会逐步下降，未来国内光伏容量将大幅增加。中国已将新能源产业上升为国家战略产业，未来10年拟加大对包括太阳能在内的新能源产业投资，以减少经济对石化能源依赖和降低碳排放。未来五到十年中国光伏发电有望规模化发展。
二、主要研究目标、内容、应用价值
目标பைடு நூலகம்
设置一套符合现场要求的太阳能电池板自动跟踪对光系统，掌握工程设计过程中需要的资料搜集以及分析能力、初步的工程设计能力和初步的程序设计能力，为以后实际工作打下良好的基础。
虽然在可预见的将来，煤炭等化石能源仍然在世界能源结构中的比 很大，但是人们对新能源的开发利用日益重视，特别是可再生的太阳能、风能等，在整个能源结构所占比重显著提高。对于日益枯竭的化石能源来说，太阳能似乎是未来社会能源的希望所在。
在中国过扩富饶的土地上，有丰富的太阳能资源。全国年辐射总量为3340~8400MJ/m2，从中国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、宁夏南部、甘肃、内蒙古南部、山西北部、辽宁、河北东南部、河南南部、吉林西部、云南中部、广东东南部、海南岛东部和西部以及台湾省西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区，该地区平均海拔高度在4000m以上，大气层薄而清洁、透明度好、日照时间长。
光伏发电系统中的最大功率追踪算法研究
光伏发电系统中的最大功率追踪算法研究随着全球环境问题的不断加剧和人们对可再生能源的需求不断增长，光伏发电系统得到了广泛的应用。
在光伏发电系统中，最大功率追踪算法是一项重要的技术，它可以实现光伏电池板的最大输出功率，进而提高光伏发电系统的效率。
本文将介绍光伏发电系统中的最大功率追踪算法，并对其研究现状进行分析和讨论。
一、最大功率追踪算法的原理在光伏发电系统中，光伏电池板是获取太阳能并将其转化为电能的核心设备。
然而，光照强度的变化和光伏电池板本身的特性使得其输出电压和电流随时都在变化。
因此，为了提高光伏发电系统的效率，需要实现光伏电池板的最大输出功率追踪。
最大功率追踪算法是通过对光伏电池板输出电压和电流进行测量和监控，进而计算出光伏电池板的输出功率，并实时调整电池板的工作状态，以保证输出功率达到最大。
最常用的最大功率追踪算法包括模拟算法、传统的启发式算法和基于人工智能的算法。
模拟算法是最早被使用的最大功率追踪算法，它根据光伏电池板的电特性建立模型，通过计算机模拟来获取最大功率点。
传统的启发式算法则是通过试错法逐步调整电压和电流，不断接近最大功率点。
基于人工智能的算法则是采用神经网络、遗传算法等技术，通过自学习来找到最大功率点。
二、最大功率追踪算法的研究现状目前，最大功率追踪算法的研究主要集中在以下几个方向:1. 基于模糊控制的最大功率追踪算法基于模糊控制的最大功率追踪算法是利用模糊控制理论来建立光伏电池板最大功率追踪系统的一种方法。
这种方法的优点是具有较强的适应性和鲁棒性，能够在光照变化频繁、天气复杂的环境下实现高效的最大功率追踪。
2. 基于人工智能的最大功率追踪算法基于人工智能的最大功率追踪算法是通过利用神经网络、遗传算法等技术来实现最大功率追踪。
这种方法能够有效地解决光伏电池板的输出功率经常变化的问题，具有自适应性强、稳定性好的优点。
3. 基于无线传感器网络的最大功率追踪算法基于无线传感器网络的最大功率追踪算法是利用物联网技术来实现光伏电池板最大功率追踪的方法。
毕业设计 太阳能电池板自动跟踪系统设计
第1章绪论1.1太阳能利用的前景当今，煤，石油，天然气等常规矿产能源，储量越来越少，世界各大经济体都面临能源危机。
按照目前的开采和使用速度，己探明的矿产能源仅够人类再利用几十年，可以说，己经是处在日益枯竭的形势之下。
为了能够获得更多的资源，在石油储量丰富的地区，一直以来冲突不断，而且有外部势力的干预。
为了得到能源，保证经济这架大车的正常运转，不惜以战争为手段，以人民的生命为代价。
中国，作为世界上最大的发展中国家，对石油的依赖程度很高。
以2010年为例：海关总署公布的数据显示，2010年全年我国进口原油2.39亿吨，去年全年原油产量2亿吨，对外依存度逼近55%。
我国已经进入能源预警阶段。
根据国家能源局的报告，到2010年中国已成为世界第一大能源消费国。
其中,电力消费从2005年的2.5亿千瓦时增加到2010年的4.2亿千瓦时，年均增长11.1%；煤炭消费量从2005年的23.18亿吨增加到2010年的32亿吨,年均增长6.8%；石油消费从3.25亿吨增加到4.28亿吨，年均增长5.7%；天然气消费从468亿立方米增加到1090亿立方米，年均增长18.5%；非石化能源消费从1.6亿吨标准煤增加到2.6亿吨标准煤，年均增长10.1%。
“十二五”期间我困能源消费总量将增加8亿至1亿吨标准煤，年均增长4.8%至5.5%，到2015年能源消费总量达41亿至42.5亿吨标准煤。
从以上的数据，很容易看出，完全依靠煤炭!石油等常规能源，是无法满足未来社会经济发展对于能源需求的[1]。
另外一个方面，矿产能源在使用中产生的二氧化碳会造成温室效应；其它的废渣废气对环境造成了无法挽回的损失。
即使是这些能源本身泄漏都会对环境造成危害，如石油管道损坏造成的石油泄漏。
基于以上两个方而的原因，人类正在寻找更适合的能源。
希望能够逐步取代常规的矿产能源。
在填补现有能源不足的同时，也为保护环境做积极的改善。
目前所开发和利用的新能源主要有核能、风能、太阳能、潮汐能等。
光伏发电系统中最大功率跟踪控制方法的研究的开题报告
光伏发电系统中最大功率跟踪控制方法的研究的开题报告一、选题背景随着环保意识的不断加强和对可再生能源的需求越来越高，光伏发电技术已经成为了当前最流行的可再生能源之一。
在光伏发电系统中，最大功率跟踪控制是一个非常重要的技术，可以有效提高系统的能量利用率。
在光伏发电系统中，光伏电池的输出电压和电流受到多种因素的影响，因此需要通过最大功率点跟踪控制来调整传感器输出信号，从而使系统能够选择最佳的工作点，最大化输出功率。
二、选题目的本研究旨在探讨光伏发电系统中最大功率跟踪控制方法，以提高光伏发电系统的能量利用率。
通过研究和分析已有的最大功率跟踪控制方法，为光伏发电系统的最大功率跟踪控制提供更加有效和可靠的方法。
三、选题意义在目前的环境下，绿色能源已经成为了趋势，而光伏发电技术是绿色能源中最有力的形式之一。
然而，虽然光伏发电系统在环保方面很有优势，但是由于太阳能多变的特性，它的发电效率并不高，因此如何提高光伏发电系统的能量利用率成为了一个非常重要的问题。
最大功率跟踪控制是解决这一问题的有效方法之一。
因此，本研究的意义在于提出更加高效和可靠的最大功率跟踪控制方法，以提高光伏发电系统的能量利用率，从而实现绿色能源的可持续发展。
四、研究内容本研究主要包括以下几个方面：1. 光伏电池的基本原理和工作特性分析。
2. 光伏发电系统的最大功率跟踪控制方法研究，包括传统的Perturb and Observe（P&O）法、Incremental Conductance（INC）法等方法的分析和比较。
3. 基于模糊逻辑控制的最大功率跟踪控制方法研究，设计和实现基于模糊逻辑控制的最大功率跟踪控制系统，测试系统的性能和效率。
4. 最大功率跟踪控制方法的优化研究，探讨如何进一步提高光伏发电系统的能量利用率，减小系统的成本和能耗。
五、研究方法本研究将采用以下方法：1. 文献调研法：对光伏电池、光伏发电系统以及光伏发电系统中最大功率跟踪控制方法相关的文献进行综合分析和总结。
太阳能自动跟踪系统的研究现状及展望
２ ． １ ． １ 视 日轨迹 跟踪 系统
体控 制 ．使 工作 平 台转 向期 望 的对 准位 置 ．完 成对 太
阳的跟踪 动作 太 阳能 自动 跟踪 系 统按 照控 制 系统 跟踪 方 式 的不
现 ．对 太 阳位 置进 行跟 踪 。可 以从 很 大程 度 上提 高太 阳能 的利用 率 。进 而提 高发 电效率 ，因此 ，太 阳能 自 ： 动跟踪 系统 就应 运 而生 了 ［ １ ］ 国外 对 于太 阳能 自动跟
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５ － ５ ５ ５ ３ ． ２ ０ １ ４ ． Ｏ １ ． ０ ６ ６
太 阳能 自动跟踪 系统 的研 究现状及展 望 水
王林 军 １ ， 一 ，邵 磊 １ ， ２ ， 门静 １ ， ２ ，张 东 ２ ，刘 伟 １ ， ２
受 天气 影 响较 大等 在 太 阳能 热利 用 中 ，为 了得 到 中
２ 太 阳 能 跟 踪 系统 组 成
２ ． １ 控 制 系统
控 制系 统是 用来 在 跟踪 太 阳时 ．根 据不 同的跟 踪 控制 方式 运算 或 判 断太 阳位 置 ．并将 太 阳的位 置信 息 转换 成执 行机 构 的输 人信 号 的 主要部 分 。 目前 ，国内 外公 认 的跟踪 精 度较 高 的控 制 系统有 视 日轨 迹跟 踪 系 统 、光 电跟 踪 系统 和基 于数 字 图像处 理 的跟 踪 系统 和 混合 跟踪 系统 。
光伏发电系统中的最大功率点跟踪技术优化
光伏发电系统中的最大功率点跟踪技术优化随着可再生能源的快速发展，光伏发电系统成为了一种重要的绿色能源解决方案。
光伏发电系统的核心是太阳能电池板，它将太阳能转化为直流电能。
然而，太阳能电池板的输出功率和太阳辐射强度之间存在一个非线性的关系，即存在一个最大功率点。
为了最大化光伏发电系统的效能，需要使用最大功率点跟踪技术来实现最大功率点的稳定锁定。
最大功率点跟踪技术（MPPT）是一项关键技术，可以确保光伏发电系统在不同光照条件下始终在最大功率点运行。
其目标是通过调整太阳能电池板的工作点，使得输出功率达到峰值。
而光伏发电系统的效率和经济性主要取决于MPPT技术的优化与应用。
在光伏发电系统中，常见的MPPT技术有模拟技术和数字技术两类。
模拟技术是通过传统的电路设计方法实现MPPT的一种方法。
其中最常见的是基于模拟电路的功率转移技术（P&O）和逐渐逼近法（GA）。
P&O技术是通过测量输入电流和电压来实现最大功率点的跟踪，然后根据该信息调整电池板的工作点。
虽然这种方法简单而成本较低，但受到环境条件的不稳定以及传感器测量误差的影响，造成功率输出不稳定的问题。
逐渐逼近法利用电池板工作电压的信号及其变化趋势，通过不断调整工作点来逼近最大功率点。
尽管逐渐逼近法的效果相对较好，但它的处理效率较低，且受到光照辐射和温度变化的影响较大。
数字技术则通过数字信号处理器（DSP）或微处理器来实现MPPT。
其中最常见的是基于模型预测控制（MPC）和人工智能（AI）技术的MPPT。
MPC技术通过根据太阳辐射变化模型，预测最佳功率点，并调整工作点。
这种技术不仅能够实现精确的功率跟踪，而且对于不同环境条件下的光伏发电系统具有较好的适应性。
人工智能技术则运用神经网络和模糊控制等方法，通过学习和自适应来实现最大功率点跟踪，更加适用于复杂环境和非线性系统。
为了进一步优化光伏发电系统中的MPPT技术，可以考虑以下几方面的优化措施：首先，改进传感器和测量方法，以提高最大功率点跟踪准确度。
光伏电池最大功率点跟踪控制方法的对比研究及改进
光伏电池最大功率点跟踪控制方法的对比研究及改进摘要：光伏发电系统中光伏电池的输出特性具有唯一的最大功率点(MPP)，需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪(MPPT)。
文中分析了几种常见的最大功率点跟踪控制方法，对比分析了它们的优缺点。
针对MPPT控制方法中存在的启动特性较差、跟踪过程不稳定、精度不高等特点，采用一种改进爬山法，该法以恒定电压法作为启动特性及采用变步长进行跟踪控制，并利用Matlab/Simulink搭建了改进爬山法的MPPT控制模型，仿真结果验证该方法的有效性。
关键词：光伏发电;最大功率点跟踪;改进爬山法面对日益枯竭的化石能源和不断恶化的生态环境，人类需要进行第三次能源结构转换，从矿物能源向可再生能源转换，用可再生能源替代矿物能源，用无碳能源、低碳能源替代高碳能源[1]。
为降低对传统能源的依赖，世界对新型能源的重视越来越高。
太阳能是最具潜能的新能源形式之一，其中光伏发电是太阳能利用的有效方式之一。
光伏发电具有许多优点，如：安全可靠，无噪声，无污染，能量随处可得，无需消耗燃料，不受地域限制，规模大小随意，无需架设输电线路，可以方便地与建筑物相结合等，这些优点都是常规发电和其他发电方式所不可比拟的[1]。
在光伏发电系统中，要提高系统的整体效率，达到充分利用太阳能资源的目的，一个重要的途径就是实时调节光伏电池的工作点，使之工作在最大功率点附近，这一过程就称为最大功率点跟踪[2]。
1 光伏电池模型及输出特性1.1 光伏电池的数学模型在光照强度和环境温度一定时，光伏电池既非恒压源，也非恒流源，也不可能为负载提供任意大的功率，是一种非线性直流电源。
其等效电路如图1所示[1,3]。
图1中，UJ为PN 结电压，Id为光伏电池在无光照时的饱和电流，Id=Io{EU+IRS) nKT-1}.一个理想的太阳能电池，由于串联电阻RS很小，旁路电阻Rsh很大，所以在进行理想电路的计算时，它们均可忽略不计。
由图1的太阳能光伏电池等效电路得出：I=Iph-I0[eq(U+IRS) nKT -1]- U+IR R s sh(1)式中，I为光伏电池输出电流;I0为PN结的反向饱和电流;Iph为光生电流;U为光伏电池输出电压;q为电子电荷，q=1.6伊10-19 C;k为波尔兹曼常数，k=1.38伊10-23 J/K;T 为热力学温度;n为N结的曲线常数;Rs，Rsh为光伏电池的自身固有电阻。
《2024年太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》范文
《太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》篇一一、引言随着科技的进步和人类对可再生能源需求的日益增长，太阳能作为清洁、可再生的能源受到了广泛关注。
太阳能电池板作为太阳能利用的核心设备，其效率的提高对于推动绿色能源发展具有重要意义。
追日自动跟踪系统作为一种能够提高太阳能电池板光电转换效率的技术，近年来得到了广泛的研究和应用。
本文旨在研究太阳能电池板追日自动跟踪系统的原理、设计及其应用，以期为太阳能利用技术的发展提供理论支持和实践指导。
二、追日自动跟踪系统的基本原理追日自动跟踪系统基于太阳能电池板对太阳辐射的响应，通过传感器和控制系统实现自动跟踪太阳的运动轨迹，以达到最大化光电转换效率的目的。
系统主要包括以下几个部分：太阳位置传感器、控制单元、驱动单元和太阳能电池板。
太阳位置传感器负责实时监测太阳的位置，将太阳的位置信息传递给控制单元。
控制单元根据太阳的位置信息，结合预设的算法，计算出太阳能电池板需要调整的角度，并发出控制信号给驱动单元。
驱动单元根据控制信号驱动太阳能电池板进行相应的旋转和调整，使其始终保持最佳的光照角度。
三、追日自动跟踪系统的设计1. 硬件设计：追日自动跟踪系统的硬件设计主要包括传感器、电机和控制电路等部分。
传感器负责监测太阳的位置和环境光强等信息；电机用于驱动太阳能电池板的旋转和调整；控制电路则负责将传感器信号转换为控制信号，驱动电机进行相应的动作。
2. 软件设计：软件设计是追日自动跟踪系统的核心部分，主要包括控制算法和控制系统软件等。
控制算法负责根据太阳的位置信息和预设的规则，计算出太阳能电池板需要调整的角度；控制系统软件则负责将控制算法的输出转换为电机驱动信号，实现对太阳能电池板的精确控制。
四、追日自动跟踪系统的应用追日自动跟踪系统在提高太阳能电池板光电转换效率方面具有显著的优势。
通过实时监测太阳的位置，并调整太阳能电池板的姿态，使太阳能电池板始终保持最佳的光照角度，从而提高其光电转换效率。
光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究
光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究【摘要】随着不可再生能源的不断消耗，能源缺乏问题逐渐成为经济发展的阻碍。
本文主要针对在太阳能开发过程中，对其最大功率点进行跟踪的算法研究。
在搭建的光伏电池模型的基础上，分析了最大功率跟踪算法中的恒压法和导纳法的基本原理的同时，还利用MATLAB对系统进行了仿真，并对仿真结果进行了分析。
【关键词】光伏发电；MPPT；恒压法；导纳法1.引言随着社会经济的不断发展，地球上不可再生资源也在不断的减少，能源枯竭阻碍着人类的发展，对此人们在努力地寻找新能源。
太阳能是理想的新能源，它取之不尽、用之不竭，而且作为清洁能源无大气和放射性污染，具有很好的应用前景。
在对太阳能应用过程中，由于光伏电池的输出不稳定，受环境影响很大，输出效率低，因此对光伏电池输出最大功率点的跟踪显得重要。
光伏电池可以工作在不同的输出电压，但只有在某一输出电压值时，光伏电池的输出功率才能到达最大功率点。
使光伏电池工作在最大功率点，就是最大功率点跟踪。
目前国内外已提出固定电压法、扰动观察法、电导增量法、自适应算法等多种MPPT算法，这些算法各有各的优点，也都存在不足。
本文以恒压法和导纳法为例，分析其基本原理后，分别对其进行系统仿真，得出相应的输出曲线。
2.光伏阵列输出特性光伏阵列由多个单体太阳能电池串并联封装而成，是光伏发电系统的能源供给中心。
太阳能电池等效电路如图1所示。
图1 太阳能电池等效电路图2 光伏阵列输出I-U曲线其中：式中，为光伏阵列电流，即光伏效应产生的原始电流；为反向饱和流；q为电子电荷；n为二极管因子，当温度强300K时，n=2.8；K为玻耳兹曼常数；为阵列串联等效电阻；Rs小为光伏阵列并联等效电阻。
由于光伏阵列可以工作在不同的电压下，其输出功率由输出电压决定，根据光伏阵列输出电压电流曲线，如图2所示，光伏阵列工作输出功率为虚线围成的面积。
根据光伏阵列输出P-V曲线，如图3所示，在输出电压Umax时，就会输出最大功率Pmax，即在M点处为光伏阵列最大功率输出点，且是唯一点。
光伏发电中最大功率点跟踪技术研究
光伏发电中最大功率点跟踪技术研究光伏发电作为目前比较受欢迎的清洁能源之一，具有无污染、可再生、较长的使用寿命等优点。
然而，由于光伏电池组件的输出功率与光照强度、温度、电池组件过程中的损耗等因素存在着明显的非线性关系，因此在实际应用过程中，想要发挥光伏电池组件的最佳性能，就必须做到最大功率点跟踪。
本文将就光伏发电中最大功率点跟踪技术进行深入探讨。
一、常见的最大功率点跟踪技术1.1 脉冲宽度调制（PWM）控制法脉冲宽度调制（PWM）控制法是一种广泛应用的MPPT算法之一。
该算法是通过调整电池电压与负载电阻，使电池的输出功率达到最大值，而实现对最大功率点的跟踪。
由于其控制精度高、实现简单、建模方便等优点，因此在光伏发电的实际应用中得到了广泛的应用。
1.2 人工神经网络（ANN）控制法人工神经网络（ANN）控制法是一种比较智能的MPPT算法。
该算法通过对光伏电池组件输出功率与电气参数之间的关系建立BP神经网络模型，并对最大功率点进行跟踪，以达到提高电池组件输出性能的目的。
由于其较强的适应性、良好的控制效果和较高的稳定性等特点，可以在复杂变化的电池组件输出负载环境下实现对最大功率点的精确跟踪。
1.3 等效电路模型（ECM）控制法等效电路模型（ECM）控制法是一种光伏电池组件性能建模方法，其基本思想是通过建立某电池组件的等效电路模型，从而分析和预测光伏电池的输出形式，实现对最大功率点的跟踪和控制。
该方法具有较高的控制精度和稳定性，因此在一些光伏电站中得到了广泛的应用。
二、最大功率点跟踪技术的优化措施为了进一步提高最大功率点跟踪技术的控制精度、稳定性和可靠性，需要结合光伏电池的实际特点进行相关的优化措施。
2.1 采用高效率、高可靠性的组件在光伏电池组件的选择方面，除了考虑器件的输出功率、稳定性和使用寿命等参数外，还应选择具有高效率、高可靠性的组件，以保障光伏发电系统的正常运行。
2.2 加强模型预测和修正在进行最大功率点跟踪时，将光伏电池的电气参数与其等效电路模型进行建模，可以更为精确地预测和控制其输出功率，从而实现最大功率点的跟踪和控制。
利用跟踪定位系统提高太阳能电池板发电效率的研究
加 装跟踪 定位 系统 前后 的发 电效 率及 措施 的可行 性 ．
１ 试 验 原 理
根 据惠 斯通 电桥 原 理 ， 利 用 光 敏 电阻 自身 特 性 ，
设 计 出 由光 敏 电 阻 、 电 流 表 共 同组 成 的 跟 踪 定 位 系 统． 原理 电路 见 图 １ ．
例， 其功 率一 时 间曲线见 图 ５ ．
３ ． ２ 建立数 学模 型 ３ ． ２ ． １ 构造 趋势 线及 函数解 析式 根据 发 电量对 比试 验所 得 数 据 ， 并利用 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ 找
图 １ 跟 踪 定 位 系统 电 路
出了相应 的趋 势线 和 函数解 析式 ． 以试 验二 移动 ４ ７ Ｑ
自转 的影 响 ， 太 阳不 能 始 终 直 射 在 太 阳能 电池 板 上 ．
０ ． ５
０ ２ ０
０
５
ｌ Ｏ
ｌ ５
电压／ ｖ
图 ３ 太 阳 能发 电 系 统伏 一 安 特 性 曲线 图 和 功 率 曲线 图
２ ． ２ 固定 和 跟 踪 定 位 时 太 阳 能 发 电 系 统 发 电 量 对 比
理论 上 ， 跟 踪 定 位 系 统 使用 时 ， 当且仅 当Ｒ 一 Ｒ。 ，Ｒ 。 一Ｒ 时 ， 电 流 表 示 数为 零 ， 此 时太 阳能 电 池 板垂 直 于太 阳光线 ， 发
８ ８
根据 试验 数据 ， 可 以 绘制 出三次 试 验 中功率 一 时
间曲线及 照 度一 时 间 曲线 ． 以试 验 二 负 载 为 ４ ７ Ｑ 为
ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ） ， 跟 踪 定 位 系统 （ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ）
聚光型光伏发电的太阳能定位和跟踪系统
聚光型光伏发电的太阳能定位和跟踪系统邓滔;王倩怡;付有;马龙;魏宏魁【摘要】在资源紧缺的今天，太阳能以它恒定的来源和高强的辐射能量，日渐成为资源利用的首要选择。
聚光型光伏发电的基本原理是采用带有菲尼尔透镜的太阳能电池板，利用图像采集传感器，拍摄参照物的太阳影子长度，并以与垂直投影做出的比较测出太阳的偏转角度，通过高速控制芯片，根据对采集信息的分析，控制传动机构调节太阳能电池板的偏转角度，实现对太阳的定位和跟踪，从而实现太阳能的高效采集。
%Nowadays, the resources are precious. Solar energy, with its constant source and high strengthen radiation energy, has become the first choice of resources utility. The basic principle of the focusing type photovoltaic power generation is : ( 1 ) using the so- lar panels with Philip Neil lens, (2) photographing the length of the reference shadow with image acquisition sensor and comparing it with vertical projection to measure the defection angle, (3) controlling the transmission mechanism to adjust the defection angle of solar panels through the high-speed-control chip and the analysis of gathering information, (4) realizing the locating and tracking of the sun, and finally reaching the goal of efficient acquisition of solar energy.【期刊名称】《山西电子技术》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】3页(P30-31,37)【关键词】聚光型;光伏发电;跟踪;定位;高效【作者】邓滔;王倩怡;付有;马龙;魏宏魁【作者单位】太原科技大学,山西太原030024;太原科技大学,山西太原030024;太原科技大学,山西太原030024;太原科技大学,山西太原030024;太原科技大学,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TP273;TM615.21 设计思路目前我国的太阳能利用率处于较低水平，主要原因是太阳能密度低，照射到地面上的平均光强只有1 kW/m2，并且随着季节和天气因素的变化，更增强了太阳能利用的难度;我国现有的太阳能电池板的发展水平也限制了太阳能的利用率，目前，单晶体硅的太阳能转化率可以达到23%，多晶体硅可以达到16%，而薄膜的只能达到8%。
基于STM32单片机的太阳能自动跟踪锂电池充电系统设计
基于STM32单片机的太阳能自动跟踪锂电池充电系统设计秦蒙;范锐;赵娟;郎芮;王艺龙
【期刊名称】《现代信息科技》
【年(卷),期】2024(8)9
【摘要】随着经济全球化和世界经济的迅猛发展,人们对煤炭、石油等传统能源的需求越来越高,但该类资源不仅储藏有限,而且容易污染环境。
与此同时,以太阳能为代表的新能源逐渐进入人们的视野。
在此背景下,为进一步提高太阳能的利用率,文章提出一种基于STM32单片机的太阳能自动跟踪锂电池充电系统的设计方案,利用光照传感器采集四个方向的光照强度将其转换为电信号,通过AD转换将电信号转化为数字信号,再由STM32单片机进行数据处理分析,并根据四个方向的光照强度驱动电机旋转,使太阳能电池板与太阳光尽量保持垂直,最大限度提高太阳能的吸收效率。
【总页数】6页(P34-38)
【作者】秦蒙;范锐;赵娟;郎芮;王艺龙
【作者单位】重庆电力高等专科学校信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP277
【相关文献】
1.基于光强的太阳能自动跟踪装置及其蓄电池充电优化控制
2.基于STM32单片机的太阳能充电器
3.基于正交测光的双轴太阳能自动跟踪系统设计
4.基于BPNN的
太阳能板双轴自动跟踪控制系统设计与应用5.基于单片机的太阳能电池板自动跟踪系统设计
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《2024年太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》范文
《太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》篇一一、引言随着全球对可再生能源的日益关注，太阳能作为一种清洁、无污染的能源，其利用技术得到了快速发展。
太阳能电池板作为太阳能利用的核心设备，其效率和性能的优化显得尤为重要。
其中，太阳能电池板追日自动跟踪系统（以下简称“跟踪系统”）能有效提高太阳能的收集效率和利用率。
本文将探讨该系统的研究内容、技术方法及其在太阳能利用中的价值。
二、太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究背景太阳能作为可再生能源的一种，其在全球范围内的应用越来越广泛。
为了提高太阳能的利用效率，许多先进的技术被应用到太阳能电池板的运行中。
其中，追日自动跟踪系统因其能够根据太阳的运动轨迹实时调整电池板的朝向，从而最大化地接收太阳光，成为了研究的热点。
三、追日自动跟踪系统的技术原理追日自动跟踪系统主要基于光电传感器、电机驱动和控制系统等技术原理。
通过光电传感器实时检测太阳的位置，电机驱动系统根据控制系统的指令调整电池板的朝向，使其始终面向太阳。
此外，该系统还具有自动校准和故障诊断功能，确保系统的稳定运行。
四、追日自动跟踪系统的研究方法1. 理论分析：通过分析太阳的运动轨迹和太阳能电池板的最佳接收角度，为系统设计提供理论依据。
2. 实验研究：通过实验室模拟和现场试验，测试追日自动跟踪系统的性能和效率。
3. 数据分析：收集和分析实验数据，评估系统的性能和效率，为系统的优化提供依据。
五、追日自动跟踪系统的优势及应用追日自动跟踪系统相比传统的固定式太阳能电池板具有以下优势：1. 提高太阳能的收集效率：通过实时调整电池板的朝向，使电池板始终面向太阳，从而提高太阳能的收集效率。
2. 提高能源利用率：系统能够根据太阳的运动轨迹进行实时调整，确保在任何时间点都能最大化地接收太阳光，从而提高能源利用率。
3. 适应性强：该系统可以应用于不同类型的太阳能电池板和不同的环境条件，具有较强的适应性和普适性。
4. 降低维护成本：由于系统具有自动校准和故障诊断功能，可以降低维护成本和提高系统的运行效率。
太阳能电池板自动跟踪控制系统的研究的开题报告
太阳能电池板自动跟踪控制系统的研究的开题报告一、选题背景太阳能电池板是目前应用最广泛的新能源设备之一，它可以将太阳能转化为电能，工业和农业生产、城市建设等领域都有广泛的应用。
然而，传统的太阳能电池板没有自动跟踪功能，不能自动调节太阳能的接收，会影响其转化效率，限制太阳能的利用效果。
针对这一问题，研究太阳能电池板自动跟踪控制系统成为当前研究的热点问题。
该系统可以通过自动调节电动机的转向和角度，使太阳能电池板始终正对太阳，最大限度地吸收太阳能。
因此，该系统的研究对于提高太阳能利用效率和推广太阳能技术具有重要的意义。
二、选题意义1. 完善太阳能利用技术：太阳能资源在全球范围内分布广泛，是一种清洁、可再生的能源，对于减少碳排放和缓解能源紧缺问题具有重要意义。
研究太阳能电池板自动跟踪控制系统可以提高太阳能的利用效率，进一步推广太阳能技术。
2. 促进经济发展和环保：太阳能电池板自动跟踪控制系统的研究可以节约能源资源，减少环境污染，对于推动经济发展和保护环境具有重要作用。
3. 增强本科生实践能力：本研究采用电气控制技术、机电系统原理等多学科知识，可以使学生从理论上掌握新能源技术的基本原理，从实践上增强电子工程创新能力。
三、研究内容和技术路线本研究旨在设计并实现太阳能电池板自动跟踪控制系统，主要包括以下内容：1. 太阳能电池板检测：采用光电传感器对太阳能电池板的位置和角度进行实时检测，实现太阳能电池板的自动跟踪。
2. 控制系统设计：采用单片机或FPGA等电子器件对太阳能电池板的跟踪控制进行设计，并实现控制算法的编写和调试。
3. 电动机控制：选用直流或交流电动机对太阳能电池板进行转向和角度调整，并优化控制算法和电路设计。
4. 系统实验测试：根据设计和实现的太阳能电池板自动跟踪控制系统，开展系统实验测试，验证系统的性能和稳定性。
技术路线如下：1. 确定光电传感器、电动机控制电路和单片机或FPGA等器件的型号和规格。
太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究
太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究一、引言近年来，随着全球对清洁能源需求的不断增加，太阳能作为一种绿色环保的能源形式，受到了广泛的关注和研究。
太阳能光伏系统的效率取决于太阳光的照射角度，而太阳能跟踪系统能够实时调整太阳能电池板的位置，以最佳角度接收太阳光，从而提高能源转化效率。
因此，对太阳能双轴自动跟踪系统的设计与研究具有重要意义。
二、太阳能双轴自动跟踪系统的工作原理太阳能双轴自动跟踪系统主要由光敏电阻、控制电路、电机、轴承和太阳能电池板等组成。
光敏电阻用于实时感知光照强度，然后通过控制电路对电机进行驱动，使太阳能电池板跟随太阳的运动。
该系统的工作原理如下：1. 光敏电阻感知：将光敏电阻安装在太阳能电池板的一侧，用于感知光照的强度。
电阻的电阻值与光照强度呈反比关系，因此可以通过电阻值来判断光照的强弱。
2. 控制电路驱动：利用控制电路对电机进行驱动，实现太阳能电池板的双轴自动跟踪。
控制电路根据光敏电阻感知到的电阻值来判断光照的强弱，并根据一定的算法计算出电机驱动的方向和速度，以实现太阳能电池板的准确跟随。
3. 电机驱动：太阳能双轴自动跟踪系统采用两个电机，分别用于水平轴和垂直轴的驱动。
电机通过与控制电路的配合，实现太阳能电池板的水平和垂直方向的旋转，使其能够跟随太阳的运动轨迹，并保持最佳接收太阳光的角度。
4. 轴承：太阳能电池板通过轴承连接到电机，以实现旋转。
轴承设计应具有较高的承载能力和较小的摩擦阻力，确保太阳能电池板的平稳运转。
三、太阳能双轴自动跟踪系统的设计要点1. 光敏电阻的选择：选择感光度高、响应速度快、稳定性好的光敏电阻，以确保系统能够准确感知光照强度变化。
2. 控制电路的设计：控制电路要能够准确判断光敏电阻感知到的光照强度，根据一定的算法计算出电机驱动的参数，并能够稳定、准确地驱动电机。
3. 电机的选用：选择符合系统需求的电机，应考虑电机的转速、转矩和功率等参数，并能够与控制电路进行良好的配合。
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关 键词 ： 超 前调 整余 量 ； 余量 系数 ； 太 阳能 自动 跟踪
中图分 类号 ： Ｏ １ ７ １ 文献标 志码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ６ ７ ３— ０ ５ ６ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３一 Ｏ ３ １ ５— ０ ５
０ 引 言
太 阳位 于一 个焦 点上 ， 所 以这个距 离 是 变 化 的． 其 最大 值 为 １ ５ ２ １ ０万 千 米 （ 地 球 处 于远 日点 ） ； 最 小 值 为 １ ４ ７ １ ０万 千米 （ 地球 处 于近 日点 ） ； 平 均值 为 １ ４ ９ ６ ０万千 米 ． 由此 可 以看 出 日地 距 离平 均 值是 地 球 半径 平 均值 的 ２万多倍 ， 当地 球 自转一 周时 ， 以地 心为 参考点 ， 太 阳相对 于地 球匀 速转动 一周 ， 当太 阳直 射地 球 的 某个 位置 时 ， 日地距 离是地 球半 径 的 ２万 多倍 ， 所 以地 球 半径 可 以考 虑 不计 ， 太 阳相对 于 地 球上 的该 点也
Ｖｏ １ ． ３ ４． Ｎｏ． ９ Ｓｅ ｐ ． ２０１ ３
太 阳能 电池板 跟踪的超前余量研 究
于保 国 ， 伦 淑 娴
（ １ ． 渤海大学 工学院 ， 辽 宁 锦州 １ ２ １ ０ １ ３ ； ２ ． 渤海大学 光伏发电控制与集成工程技 术研 究中心 ， 辽 宁 锦州 １ ２ １ ０ １ ３）
通讯作者 ： ｊ ｚ ｌ ｕ ｎ ｚ ｉ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ． ｒ
３ １ ６
渤海大学学报 （ 自然科 学版）
第３ ４卷
２ 超前余量 的可行性
地球 自西 向东 自转 ， 每 天转动 ３ ６ ０ 。 ， 相 当于每个 小 时转动 １ ５ 。 ， 地 球在 自转 的 同时也 在 围绕 太 阳公 转 ，
科学计划项 目（ Ｎ ｏ ： ２ ０ １ １ ４ ０ ２ ０ ０ １ ） ； 辽宁省百千万人才 资助项 目（ Ｎ ｏ ： ２ ０ １ ２ ９ ２ １ ０ ６ １ ） ； 辽 宁省高 等学 校优 秀人才 支持计划 （ Ｎ ０ ：
Ｌ Ｒ ２ ０ １ ０ ０ ２ ） ．
作者简介 ： 于保 国（ １ ９ ８ ８ 一） ， 男， 渤海大学硕士研究生 ， 主要从事太 阳能 电池板 自动跟踪方面 的研究．
公 转一 周 的时 间是一 年 ， 地 球平 均半 径 ６ ３ ７ １ ． ０ ０ ４千米 ， 地球赤 道 半径 ６ ３ ７ ８ ． １ ４ ０千米 ， 地 球极地 半径 ６ ３ ５ ６ ．
７ ５ ５千米 ， 日地 距离 又称太 阳距 离 ， 指 的是 日心 到地 心 的直 线长 度． 由于 地球 绕 太 阳运行 的轨道 是个 椭 圆 ，
摘
要： 太 阳能是 可再 生 能源 ， 目前 大部 分对 光伏 的研 究 主要 集 中在 固定 角度 ， 检 测 到 太 阳
光线 与太 阳 能 电池 板产 生 固定 角度 时 ， 将 调整 太 阳能 电池板 的位 置使 太阳光 线与之 垂 直 ， 针 对 太 阳能 电池板 超 前调 整余 量进 行研 究 ， 对余 量 系数进 行研 究 以达 到 最佳 的接 收 效果 并 利 用模 糊 推
我 国地大 物博 ， 煤、 石油 、 天 然气 等 能源 资源储 量 丰 富 ， 但 是 人均 资 源 占有量 却 是 很 少 ， 国家 应 该 经 常 对 民众宣 传我 国的能源 现状 ， 并 鼓励 一些 组 织和 个人 开发 新能 源 ． 太 阳能是一 种 清洁 、 无污染 、 可持续 的资
出了太阳能电池板超前余量跟踪 ， 跟踪方式中７的位置来接收 ７ 到 ８之间的所有的数 ， 采用超前余量跟踪之 后是 采用 ７ ． ５的位置来接 收 ７到 ８之 间的所有 的数．
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ｌ 一１ ７ ．
基金项 目： 教育部新世纪优秀人才支持计划项 目（ Ｎ ｏ ： Ｎ Ｃ Ｅ Ｔ一１ １—１ ０ ０ ５ ） ； 辽宁省 自然科学基金项 目（ Ｎ ｏ ： ２ ０ １ １ ０ ２ ０ ０ ５ ）； 辽宁省第 一批 次
源， 但太阳能电池板 的转换效率低 ， 由此本论文提出了一种超前调整余量的 自动跟踪方式 ， 根据光照强度
的不 同 以及 光 照强 度 的变化 规律 来 判前调 整余量
目前太 阳能跟踪 系 统主 要有 光 电跟踪 方式 和视 日跟踪 方 式 ， 这两 种 跟 踪方 式 一 般 都采 用 安 装 在检 测 装 置上 固定 的光 敏传 感 器来 检测 太 阳光线 与太 阳能 电池板 的位 置 的偏 移量 ， 一 旦 检 测 到有 光 敏 传感 器 被 遮挡 ， 就 通过 控 制器计 算 需要 转 动 的角度 ， 进 而控制 电动机 转 动来 跟 踪太 阳 的位 置 ， 每 次太 阳能 电池 板 的 转 动 只转动 到太 阳光 线直 射太 阳能 电池板 的位 置 ｕ ． 太 阳每 天东 升西 落 ， 太 阳能 电池板 也要 跟着 太 阳从 东到 西转 动 ， 太 阳能 电池 板上 的电机连 续跟 踪太 阳 位 置变化 会 消耗 大量 电能 ， 因此大 部分 跟踪 太 阳位 置 的变化 都是 间歇 跟踪太 阳位置 的变 化 ， 当太 阳能 电池 板 跟 太 阳光 线产 生 固定 的偏角 的 时候就 会 跟踪 太 阳位 置 ， 每次 太 阳能 电池板 的转 动都 是 转 动 到 与太 阳光 线 垂 直 的位 置 ， 但 很快 太 阳就不 会再 直 射 当前 的位 置 了． 在数学求 解 中 ， 假定 有 ７ ． １ ， ７ ． ２ ……７ ． ９共 ９个数 ， 如果 用一个 数来 近似 的代替 这 ９个 数 ， 若 用取 整后 得 到的 ７来代 替所有 的值 ， 平均误差 是 ０ ． ５ ， 但 若用 ７ ． ５来 近似 代替 这些数 ， 可 以求得 它 的平均 误差 是 ０ ． ２ ５ ， 很 明显用 ７代替 的平均误 差是 用 ７ ． ５代替 的两倍 ， 因此 用 ７ ． ５来代 替可 以减 小误差 ． 本 文在 此思想 的基础 上提
第３ ４卷 第 ３期
２ ０ １ ３年 ９月
渤海 大 学学报 （ 自然科 学 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｂ ｏ ｈ ａ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）